CN116646879B

CN116646879B - 用于配网带电作业剥线工具的旋转机构、剥线工具及方法

Info

Publication number: CN116646879B
Application number: CN202310931185.7A
Authority: CN
Inventors: 栾贻青; 赵培峰; 马孝林; 王明瑞; 刘永成; 赵玉斌
Original assignee: Shandong Reapdaro Automation Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Reapdaro Automation Technology Co ltd
Priority date: 2023-07-27
Filing date: 2023-07-27
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2043-07-27
Also published as: CN116646879A

Abstract

本发明属于电力工程技术领域，提出了用于配网带电作业剥线工具的旋转机构、剥线工具及方法，主齿轮通过离合机构设置在驱动电机的输出轴上，在离合切换机构的控制下，实现了驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输分离及合并的切换；当掉电故障或工作完成后，通过离合机构分离驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输后，作业人员可以通过操作杆轻松转动不完全齿圈，可以将不完全齿圈转到旋转支架内部，顺利的将剥线工具从线缆上取下，避免了不完全齿圈处在干涉线缆位置时不能取下剥线工具的问题。

Description

用于配网带电作业剥线工具的旋转机构、剥线工具及方法

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，尤其涉及一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构、剥线工具及方法。

背景技术

带电作业作为提升电网获得电力总体营商环境的主要措施，随着用电负荷的不断提升和线路长期运行故障点的增加等，带电作业任务越来越重。目前，带电作业任务重，对作业人员技能要求高和劳动强度大等情况，现有技术手段已不能适应带电作业发展需要。随着技术发展，亟需研制适应现带电作业要求的工具，以提升带电作业的技术水平。其中，线路溶接施工是带电作业的一个重要项目，其中绝缘导线护套的剥除是导线开剥续接中的一道重要工序。绝缘导线护套也即俗称的绝缘皮，通常采用的是高强度的聚乙烯材料，厚度和硬度非常大，受施工环境影响，有的场合仍需采用绝缘杆作业法通过作业人员登杆进行作业，传统人工作业方式对作业人员技能要求高、劳动强度大以及安全性差。

发明人发现，目前已有一些自动剥线工具能够实现自主剥皮作，通过驱动电机驱动旋转机构中主齿轮和随动齿轮，然后主齿轮和随动齿轮再驱动不完全齿圈使得整个工具套在线缆上，同时驱动夹线机构和剥线机构构沿线缆旋转进行剥线工作；其中，主齿轮固定在驱动电机的输出轴上，当剥线工具在作业过程中发生故障，比如掉电故障时，此时剥线工具中的驱动电机不能远程控制，不完全齿圈、主齿轮和随动齿轮在驱动电机掉电情况下处于锁死状态，作业人员不能顺利的将剥线工具在线缆上取下。此外，由于线缆外径不同时工具剥皮的单圈宽度差距很大，导致剥皮总宽度差距很大，目前的自动剥线工具，不能通过根据线缆外径来确定剥皮宽度所需旋转的角度，影响控制精度和剥线精度；并且目前的自动剥线工具中在通过位置传感器或视觉传感器等进行进刀位置检测和控制时，会出现因设备工作中出现颠簸或其他因素，检测到的进刀位置与实际位置存在误差，出现进刀过大伤害线芯或进刀过小对绝缘皮切割不彻底的问题，以及存在因为线缆老化或绝缘皮颜色过浅与线芯颜色过于相似导致的误检测问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构、剥线工具及方法，通过离合机构的设置，实现了驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输分离及合并的切换；掉电故障或工作完成后，在分离驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输后，作业人员可以通过操作杆轻松转动不完全齿圈，便于将剥线工具从线缆上取下。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，采用如下技术方案：

一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，包括用于为剥线工具提供旋转动力的旋转支架；所述旋转支架的一侧固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸到所述旋转支架内部；

所述驱动电机的输出轴上，通过离合机构设置有主齿轮；所述旋转支架内转动设置有与所述主齿轮啮合的随动齿轮，以及与所述随动齿轮啮合的不完全齿圈；所述旋转支架的另一侧设置有控制所述离合机构的离合切换机构，通过所述离合切换机构实现所述驱动电机的输出轴和所述主齿轮之间动力传输的分离及合并。

进一步的，所述离合机构包括固定在所述驱动电机的输出轴上的离合驱动件，以及套设在所述驱动电机的输出轴上的弹簧；所述弹簧位于所述离合驱动件与所述主齿轮之间，所述离合驱动件上设置有卡块，所述主齿轮上设置有与所述卡块配合的卡槽；所述主齿轮通过中心圆孔套设在所述驱动电机的输出轴上。

进一步的，所述离合切换机构包括滑动设置在所述旋转支架内的离合挡块，以及通过活动件设置在所述旋转支架外侧面上的离合挡板；所述离合挡块一端与所述主齿轮接触，另一侧与所述离合挡板接触。

进一步的，所述旋转支架上设置有光电传感器；通过所述光电传感器检测不完全齿圈经过旋转支架缺口处齿数的变化，实现对不完全齿圈旋转位置的检测。

为了实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种剥线工具，采用如下技术方案：

一种剥线工具，包括旋转机构、设置在所述旋转机构上的夹线机构以及设置在所述夹线机构上的剥线机构；

所述夹线机构包括旋转支架；所述旋转支架的一侧固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸到所述旋转支架内部；

进一步的，所述夹线机构上设置有抱线电机以及与所述抱线电机连接的一个夹紧块，所述夹紧块内侧面上设置有花纹块；所述抱线电机上设置有编码器，根据所述编码器检测到的脉冲数确定单圈剥皮宽度及驱动电机需要旋转的角度。

进一步的，单圈剥皮宽度和驱动电机需要旋转角度的计算过程为：

夹紧块的行程d为：

d=m/(k*N)

其中，m为脉冲数；k为减速比；N为编码器脉冲分辨率；

线缆外径r为：

其中，D为夹紧块最大行程；α为花纹块夹角；

单圈剥皮宽度w为：

其中，β为花纹块中花纹的导向角；

驱动电机旋转角度θ为：

θ=L/w*360

其中，L为剥皮总体宽度。

进一步的，所述剥线机构上设置有刀具，所述刀具附近设置有线芯检测传感器，通过检测电压信号的变化率与阈值的比较来确定是否停止进刀。

进一步的，所述剥线机构上设置有刀具，所述线芯检测传感器的检测过程为：

剥线工具准备工作，抱紧线缆，线芯检测传感器靠近线缆表皮，测得第一电压信号；

剥线机构旋转一周，将线缆表皮剥开一层，测得第二电压信号；

取第一电压信号和第二电压信号中较小值作为参考值；

电压信号持续进行剥皮作业，在此过程中持续采集电压信号，并计算电压信号的变化率；变化率等于电压信号与参考值的差在比上参考值；

当变化率大于比较阈值时，认为检测到线芯，停止进刀。

为了实现上述目的，第三方面，本发明提供了一种剥线方法，采用如下技术方案：

一种剥线方法，采用了如第二方面中所述的剥线工具，包括：夹线机构夹紧线缆后，通过旋转机构驱动夹线机构绕线缆旋转，在旋转过程中，剥线机构进行剥线。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明中，主齿轮通过离合机构设置在驱动电机的输出轴上，在离合切换机构的控制下，实现了驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输分离及合并的切换；当掉电故障或工作完成后，通过离合机构分离驱动电机的输出轴与主齿轮之间动力传输后，作业人员可以通过操作杆轻松转动不完全齿圈，可以将不完全齿圈转到旋转支架内部，顺利的将剥线工具从线缆上取下，避免了不完全齿圈处在干涉线缆位置时不能取下剥线工具的问题；

2、本发明根据编码器检测到的脉冲数、减速比和编码器脉冲分辨率等，确定了不同线缆外径下单圈剥皮宽度以及剥皮总体宽度要求下驱动电机需要旋转的角度，提高了控制精度和剥线精度；

3、本发明通过检测电压信号的变化率与阈值的比较的方式来确定是否停止进刀，避免了位置传感器或视觉传感器等进行进刀位置检测和控制时出现的误检及误差较大的问题，解决了进刀多大对线芯伤害或进刀过小对绝缘皮切割不彻底的问题。

附图说明

构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的电源安装示意图；

图3为本发明实施例1的齿轮安装示意图；

图4为本发明实施例1的离合机构示意图；

图5为本发明实施例1的离合机构和主齿轮连接示意图；

图6为本发明实施例1的电源整体示意图；

图7为本发明实施例1的电源结构示意图；

图8为本发明实施例1的主控板卡示意图；

图9为本发明实施例1的信号卡板示意图；

图10为本发明实施例2的结构示意图；

图11为本发明实施例2的夹线机构示意图；

图12为本发明实施例2的剥线机构示意图；

图13为本发明实施例2的示意图内部结构示意图；

图14为本发明实施例2的线芯检测传感器工作示意图；

其中，1、旋转机构；11、离合切换机构；1101、离合挡块；1102、离合挡板；12、信号转接口；13、天线；14、旋转支架侧面；15、电源；1501、电池支架；1502、电极盖；1503、电池；1504、电源卡扣；1505、电极；1506、保险丝；1507、保险丝夹；1508、电源卡槽；16、主齿轮；17、随动齿轮；18、不完全齿圈；1801、绝缘杆连接件；19、主控板卡；110、旋转支架；111、驱动电机；112、离合驱动件；113、弹簧；114、信号卡板；2、夹线机构；21、抱线电机；22、夹紧块；23、花纹块；24、第一光轴；25、第一丝杠；26、支撑架；27、解锁环；3、剥线机构；31、导皮罩；32、导皮口；33、防护壳；34、刀具；35、线芯检测传感器；36、第二光轴；37、第二丝杠；38、支架；39、丝杠螺母；310、调刀电机；311、刀架；312、导皮槽。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，目前配网带电作业剥线工具的旋转机构1中，主齿轮16固定在驱动电机111的输出轴上，当剥线工具在作业过程中发生故障，比如掉电故障时，此时剥线工具中的驱动电机111不能远程控制，不完全齿圈18、主齿轮16和随动齿轮17在驱动电机111掉电情况下处于锁死状态，此时，工作人员通过操作杆等绝缘工具不能顺利的转动不完全齿圈18，当不完全齿圈18处于旋转机构1缺口位置时，作业人员不能顺利的将剥线工具在线缆上取下。针对不完全齿圈18在掉电故障等情况下锁死、不容易转动的问题，本实施例提供了一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，包括旋转支架110；所述旋转支架110的一侧固定有驱动电机111，所述驱动电机111的输出轴延伸到所述旋转支架110内部；所述旋转支架110内转动设置有随动齿轮17以及与所述随动齿轮17啮合的不完全齿圈18；

所述驱动电机111的输出轴上，通过离合机构设置有与所述随动齿轮17啮合的主齿轮16；所述旋转支架110的另一侧设置有控制所述离合机构的离合切换机构11，通过所述离合切换机构11实现所述驱动电机111的输出轴和所述主齿轮16之间动力传输的分离及合并。

具体的，所述主齿轮16通过所述离合机构设置在所述驱动电机111的输出轴上，在所述离合切换机构11的控制下，实现了所述驱动电机111的输出轴与所述主齿轮16之间动力传输分离及合并的切换；当掉电故障或工作完成后，通过所述离合机构分离所述驱动电机111的输出轴与所述主齿轮16之间动力传输后，作业人员可以通过操作杆轻松转动所述不完全齿圈18，可以将所述不完全齿圈18转到所述旋转支架110内部，顺利的将剥线工具从线缆上取下，避免了所述不完全齿圈18处在干涉线缆位置时不能取下剥线工具的问题。

所述离合机构可以包括固定在所述驱动电机111的输出轴上的离合驱动件112，以及套设在所述驱动电机111的输出轴上的弹簧113；所述弹簧113位于所述离合驱动件112与所述主齿轮16之间，所述离合驱动件112上可以设置有卡块，所述主齿轮16上可以设置有与所述卡块配合的卡槽，当所述弹簧113处于压缩状态时，所述卡块和所述卡槽配合，实现所述离合驱动件112与所述主齿轮16的动力传输闭合；所述主齿轮16可以通过中心圆孔套设在所述驱动电机111的输出轴上。可选的，所述驱动电机111可以通过螺钉固定在所述旋转支架110上；所述离合驱动件112套在所述驱动电机111的输出轴上，输出轴与所述离合驱动件112中心孔均为D型，实现动力的传输；可以理解的，所述主齿轮16套在所述驱动电机111的输出轴的外侧，所述主齿轮16不与所述驱动电机111存在动力传递；所述主齿轮16与所述离合驱动件112通过卡块和卡槽侧面啮合，实现动力的传输；所述弹簧113用于分离所述主齿轮16和所述离合驱动件112；所述驱动电机111的输出轴外侧可以设有离合挡块1101，所述离合挡块1101与所述主齿轮16接触，套在所述旋转支架110导向孔内；所述旋转支架110外侧设有离合挡板1102，用于阻挡离合的分离。

所述离合切换机构11包括滑动设置在所述旋转支架110导向孔内的所述离合挡块1101，以及通过活动件设置在所述旋转支架110外侧面上的所述离合挡板1102；所述离合挡块1101一端与所述主齿轮16接触，另一侧与所述离合挡板1102接触；可以理解的，所述活动件可以为铰接件等可以实现所述离合挡板1102转动的部件，需要分离旋转动力传动时，旋转所述离合挡板1102，所述主齿轮16和所述离合挡块1101受所述弹簧113作用弹出，所述主齿轮16与所述离合驱动件112分离，此时，作业人员可以轻松旋转所述不完全齿圈18。

如图8所示，所述旋转支架110内侧可以设置有主控板卡19，所述主控板卡19主要功率模块安装散热片，可以通过灌胶工艺将所述主控板卡19封装在所述旋转支架110内侧，在不影响散热效果的同时，提高所述旋转支架110的抗电磁干扰能力，提高所述旋转支架110对环境温湿度变化的适应能力，满足室外高电压带电作业的使用要求。同时，通过将所述旋转支架110安装在所述旋转支架110内部，取消了所述主控板卡19额外的安装结构，更好的实现了系统的模块化，工具安装更牢固、结构更紧凑。

所述旋转支架110上可以设置有光电传感器；通过所述光电传感器检测所述不完全齿圈18经过所述旋转支架110缺口处齿数的变化，实现对所述不完全齿圈18旋转位置的检测。具体的，所述光电传感器包括光电信号发射传感器和光电信号接收传感器两部分。如图9所示，光电信号发射传感器可以安装在信号卡板114上，所述信号卡板114可以安装在所述旋转支架110上。在与光电信号发射传感器相对位置的主控板卡19上设有光电信号接收传感器，正对所述不完全齿圈18。所述不完全齿圈18为缺口齿圈，在旋转过程中，由于轮齿会遮挡传感器光信号，从而不断出现信号的接通与断开，以此实现所述不完全齿圈18轮齿数的检测。而在缺口位置会出现长时间的稳定信号，从而可对所述不完全齿圈18的位置进行标定。

可选的，通过检测电路检测信号的变化，即缺口内单个齿遮挡光电信号接收传感器时和离开遮挡时各检测一次，即所述不完全齿圈18旋转时单个齿可检测到2个信号。缺口内全齿时齿数为N，则可以得到每个信号对应的旋转角度为θ=360/2N度。完全齿数可以设置为57，单个信号对应角度可以设置为3.15度，缺口内实际齿数可以设置为46，即缺口处少11齿，对应角度为α=70度。

剥线工具开机后，首先需要自检以确定当前的位置，可选的，程序开启计时器，并将时间清零；将信号个数计数器清零。控制所述驱动电机111带动所述不完全齿圈18旋转，通过检测电路持续检测光电信号接收传感器信号变化，当检测到信号变化时：记录两次信号变化的时间间隔Δt，记录信号总个数n，计算缺口内齿轮旋转的总时间，计算当前转过的角度：d=n*θ，估算缺口内所述不完全齿圈18的旋转速度：v=d/t，估算按照当前速度转过缺口所需时间t₁=α/v。比较时间间隔Δt和t₁/2，当Δt>t₁/2时可知恰好转过缺口位置，此时立即停止所述驱动电机111运动，将旋转总时间t清零，将信号个数n清零，将当前角度设置为0。此时旋转机构1的位置已完全确定，旋转剥线过程中可持续采用上述方法计算缺口处所述不完全齿圈18的当前位置。

实施例2：

本实施例提供了一种剥线工具，可以用于10kV配网带电作业环境下的剥线，本实施例中的剥线工具具有重量轻、结构紧凑、旋转半径小、剥皮一致性好、电磁兼容性强、结构模块化设计和易维护等优点。

如图10所示，本实施例中的剥线工具采用模块化设计，根据功能的划分，可以包括旋转机构1、夹线机构2和剥线机构3三部分模块；各模块可以实现单独的拆装和功能实现，便于剥线工具各模块的检修。

剥线工具可以用螺旋切割的方式进行剥线，可自动测量线缆直径，实现各种不同线缆型号下，自动调节刀具进刀量、自动估算工作总时间，在确保不损伤线芯的情况下提高剥皮效果的一致性。其中，所述旋转机构1主要目的是实现刀具的旋转运动；所述夹线机构2主要目的是对线缆进行抱紧定位，并通过导向花纹实现工具延线缆的轴向移动；所述剥线机构3主要目的是实现刀具进刀量的智能调节。

所述夹线机构2设置在所述旋转机构1上，以及所述剥线机构3设置在所述夹线机构2上，均可以通过现有技术或常规技术实现，在此不再详述。

如图6和图7所示，本实施例中的电源15主要包括电池支架1501、电极盖1502、电池1503、电源卡扣1504、电极1505、保险丝1506、保险丝夹1507和电源卡槽1508等；具体的，2个电极1505通过所述电极盖1502固定在所述电池支架1501上；所述保险丝1506通过所述保险丝夹1507固定在所述电池支架1501上，上侧可以用螺钉安装保险丝盖进行防护；电路上，可以将所述电池1503与所述保险丝1506串联，实现对剥线工具整个电路的防护。所述电池支架1501两侧可以设有电源卡槽1508，另设有电源卡扣1504，安装所述电池1503时，所述电池1503可以顺着电源卡槽1508卡入所述电池支架1501，所述电池1503的正负极正对两个电极1505；所述电池1503卡到底后，所述电池1503上的卡舌卡入所述电池支架1501的电源卡扣1504内，所述电池1503安装完成；可以理解的，所述电池1503包括壳体以及设置在壳体内的蓄电池，壳体上设置有卡舌，所述卡舌为弹片等弹性部件，卡舌与所述电源卡扣1504配合可以实现卡接。拆除所述电池1503时，按压所述电池1503上的压板，卡舌收到壳体内，此时可将所述电池1503抽出所述电池支架1501。

本实施例中电源15的设置，在剥线工具出现过载等异常情况时可以实现快速保护，防止剥线工具损坏；与对比剥线的保险丝安装在剥线内部或电路板上的方案相比，可以提高剥线维护的便利性。

如图1、图2和图8所示，所述旋转机构1主要包括设置在所述旋转支架110上的离合切换机构11、信号转接口12、天线13、电源15、主控板卡19和等，所述信号转接口12、天线13和电源15等分别用于信号线的连接、信号的传输及供电等属于常规设置，在此不再详述。

可选的，所述旋转机构1、所述夹线机构2和所述剥线机构3可以通过弹性插针触点连接。所述主控板卡19背面可以设有12针接触插针，接触插针可以通过所述旋转支架110的信号转接口12伸出所述旋转支架110，用于与所述夹线机构2之间的信号和电源传输。采用接触插针，避免了复杂的布线结构，简化了工具的安装过程，便于实现工具的模块化，提高了工具的可维护性。

本实施例中，所述旋转机构1包括旋转支架110；所述旋转支架110的一侧固定有驱动电机111，所述驱动电机111的输出轴延伸到所述旋转支架110内部；所述旋转支架110内转动设置有随动齿轮17以及与所述随动齿轮17啮合的不完全齿圈18；

本实施例中的旋转机构1具备实施例1中旋转机构1的所有特征，在此不再详述。

如图10和图11所示，所述夹线机构2可以包括抱线电机21、夹紧块22、花纹块23、第一光轴24、第一丝杠25、支撑架26和解锁环27等；

可选的，所述夹线机构2采用双向丝杠，通过所述抱线电机21驱动，实现两个夹紧块22的相向运动，进而实现线缆的抱紧定位；在所述第一丝杠25两侧各设有第一光轴24，对两个夹紧块22的运动起导向作用。

在至少一个夹紧块22上设有所述花纹块23；所述花纹块23整体呈V型槽，便于对线缆的抱紧和定位；V型槽内设有倾斜的花纹。所述夹线机构2抱紧线缆后，花纹顶端与线缆表面接触，且与线缆呈一定角度；当所述夹线机构2随所述旋转机构1旋转时，受花纹影响，剥线工具绕线缆螺旋前进，从而完成剥线作业。

所述花纹块23可以通过螺钉固定在所述夹紧块22上，便于更换。通过更换所述花纹块23，调整花纹倾斜的角度，控制工具旋转一周前进的行程。通过与程序的配合，扩展剥线工具可作业的线缆型号。

由于线缆外径不同时工具剥皮的单圈宽度差距很大，导致剥皮总宽度差距很大，因此本实施例中通过测量线缆外径估算剥皮单圈宽度，从而估算剥皮指定宽度所需旋转的角度，最后通过上述角度计算方法对旋转电机进行控制。方法如下：

剥线工具准备工作时，所述夹线机构2抱紧线缆，通过抱线电机21上的编码器脉冲数估算线缆外径，计算方法如下：

可以通过主控系统采集编码器脉冲数m，根据结构总体减速比k和编码器脉冲分辨率N，可计算出所述夹线机构2抱紧时所经过的行程：

d=m/(k*N)

编码器脉冲分辨率N可以理解为电机旋转一圈的编码器脉冲个数。

所述花纹块23上V型槽的夹角为已知值α，所述夹紧块22最大行程为已知值D，则可以估算线缆外径：

根据线缆外径r和所述夹紧块22花纹的导向角β估算不同线缆单圈剥皮宽度w，计算方法如下：

根据线缆单圈剥皮宽度计算剥皮总体宽度为L时，所述抱线电机21需要旋转的角度θ：

θ=L/w*360

控制剥线工具开始工作，按照角度计算方法实时检测所述夹线机构2转动的角度，通过对旋转角度的控制实现总体剥皮宽度的控制。

如图12和图13所示，所述剥线机构3可以包括导皮罩31、导皮口32、防护壳33、刀具34、线芯检测传感器35、第二光轴36、第二丝杠37、支架38、丝杠螺母39、调刀电机310、刀架311和导皮槽312等。

所述剥线机构3主要采用单向丝杆，通过所述调刀电机310驱动，实现刀具34的前进与后退。所述调刀电机310自带编码器，可以精确控制进刀量和退刀量。所述第二丝杠37上方设有一根第二光轴36，对刀具起支撑，导向作用。

刀具34刀尖下方可以设有线芯检测传感器35，传感器感应刀尖位置。因线缆开始时，无线芯外漏。作业过程中，不断进刀，开始剥除线皮至线芯外漏，线芯检测传感器35感应到信号。所述调刀电机310再根据程序设定进行进刀或退刀。即先剥皮后检测，刀具34调节存在一定延时，线芯检测传感器35感应的位置离刀尖越近，控制越精确。故尽可能的缩短检测延时的时间，有利保障剥皮作业时不损伤导线。线芯检测传感器35检测电路原理如下：

如图14所示，线芯检测传感器35通电后发射LED发光，当检测到物体反射信号时会在1处产生一个电压信号，该信号经过滤波电路过滤因配电线路高压产生的高频电磁干扰，经过放大电路对信号进行放大处理后，得到一个稳定的电压信号，该信号再次经过滤波，得到最终的信号，最终的信号直接连接单片机进行采样和计算。通过线芯检测传感器判断线皮可靠剥开的方法如下：

剥线工具准备工作，剥线工具抱线模块抱紧线缆，此时线芯检测传感器靠近线缆表皮，测得一个电压信号V1，可以记为第一电压信号；

剥线工具开始工作，首先控制剥线工具前进一个微小的距离，剥线模块旋转一周，将线缆表皮轻微剥开一层，测得一个电压信号V2，可以记为第二电压信号；

比较电压信号V1和电压信号V2，取较小值作为参考值Vref，可有效避免因为线缆老化，颜色过浅与线芯颜色过于相似导致的误检测；

进行剥皮作业，在此过程中持续采集电压信号V，并计算电压信号的变化率：(V-Vref)/Vref，当变化率大于比较阈值K时，认为检测到线芯，工作模块停止进刀，开始连续剥线；比较阈值K可以通过试验获取。

本实施例中，导皮结构从刀具34开始，到导皮口32伸出，整体弯曲向下。该结构将线皮限位向外，能有效防止剥除的线皮二次缠绕到线缆上。同时，剥除的线皮本身会有回复原有弯曲状态的趋势，剥除的线皮因自身的变形卡在弯曲的导皮槽312内，不会因为剥皮工具旋转及自身的重量脱落，造成高空坠物的安全隐患。

实施例3：

本实施例提供了一种剥线方法，采用了如实施例2中所述的剥线工具，包括：夹线机构2夹紧线缆后，通过旋转机构1驱动夹线机构2绕线缆旋转，在旋转过程中，剥线机构3进行剥线。

以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种用于配网带电作业的剥线工具，其特征在于，包括旋转机构、设置在所述旋转机构上的夹线机构以及设置在所述夹线机构上的剥线机构；

所述夹线机构包括用于为剥线工具提供旋转动力的旋转支架；所述旋转支架的一侧固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸到所述旋转支架内部；

所述夹线机构上设置有抱线电机以及与所述抱线电机连接的一个夹紧块，所述夹紧块内侧面上设置有花纹块；所述抱线电机上设置有编码器，根据所述编码器检测到的脉冲数确定单圈剥皮宽度及驱动电机需要旋转的角度；

单圈剥皮宽度和驱动电机需要旋转角度的计算过程为：

夹紧块的行程d为：

d=m/(k*N)

其中，m为主控系统采集编码器脉冲数；k为结构总体减速比；N为编码器脉冲分辨率；

线缆外径r为：

其中，D为夹紧块最大行程；α为花纹块夹角；

单圈剥皮宽度w为：

其中，β为花纹块中花纹的导向角；

驱动电机旋转角度θ为：

θ=L/w*360

其中，L为剥皮总体宽度；所述驱动电机的输出轴上，通过离合机构设置有主齿轮；所述旋转支架内转动设置有与所述主齿轮啮合的随动齿轮，以及与所述随动齿轮啮合的不完全齿圈；所述旋转支架的另一侧设置有控制所述离合机构的离合切换机构，通过所述离合切换机构实现所述驱动电机的输出轴和所述主齿轮之间动力传输的分离及合并。

2.如权利要求1所述的一种用于配网带电作业的剥线工具，其特征在于，所述剥线机构上设置有刀具，所述刀具附近设置有线芯检测传感器，通过检测电压信号的变化率与阈值的比较来确定是否停止进刀。

3.如权利要求2所述的一种用于配网带电作业的剥线工具，其特征在于，所述剥线机构上设置有刀具，所述线芯检测传感器的检测过程为：

取第一电压信号和第二电压信号中较小值作为参考值；

当变化率大于比较阈值时，认为检测到线芯，停止进刀。

4.一种如权利要求1所述的用于配网带电作业的剥线工具的旋转机构，所述旋转机构包括用于为剥线工具提供旋转动力的旋转支架；所述旋转支架的一侧固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴延伸到所述旋转支架内部；

5.如权利要求4所述的一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，其特征在于，所述离合机构包括固定在所述驱动电机的输出轴上的离合驱动件，以及套设在所述驱动电机的输出轴上的弹簧；所述弹簧位于所述离合驱动件与所述主齿轮之间，所述离合驱动件上设置有卡块，所述主齿轮上设置有与所述卡块配合的卡槽；所述主齿轮通过中心圆孔套设在所述驱动电机的输出轴上。

6.如权利要求5所述的一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，其特征在于，所述离合切换机构包括滑动设置在所述旋转支架内的离合挡块，以及通过活动件设置在所述旋转支架外侧面上的离合挡板；所述离合挡块一端与所述主齿轮接触，另一侧与所述离合挡板接触。

7.如权利要求4所述的一种用于配网带电作业剥线工具的旋转机构，其特征在于，所述旋转支架上设置有光电传感器；通过所述光电传感器检测不完全齿圈经过旋转支架缺口处齿数的变化，实现对不完全齿圈旋转位置的检测。

8.一种剥线方法，其特征在于，采用了如权利要求1-3任一项所述的一种用于配网带电作业的剥线工具，包括：夹线机构夹紧线缆后，通过旋转机构驱动夹线机构绕线缆旋转，在旋转过程中，剥线机构进行剥线。